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TWI843457B - 電漿處理裝置 - Google Patents

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TWI843457B
TWI843457B TW112107378A TW112107378A TWI843457B TW I843457 B TWI843457 B TW I843457B TW 112107378 A TW112107378 A TW 112107378A TW 112107378 A TW112107378 A TW 112107378A TW I843457 B TWI843457 B TW I843457B
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TW
Taiwan
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mounting table
plasma processing
processing device
focusing ring
base
Prior art date
Application number
TW112107378A
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English (en)
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TW202341281A (zh
Inventor
上田雄大
永井健治
Original Assignee
日商東京威力科創股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Priority claimed from JP2018000367A external-priority patent/JP7033926B2/ja
Application filed by 日商東京威力科創股份有限公司 filed Critical 日商東京威力科創股份有限公司
Publication of TW202341281A publication Critical patent/TW202341281A/zh
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Abstract

本發明抑制對被處理體之電漿處理之均勻性之降低。 本發明之電漿處理裝置10具有第1載置台2、第2載置台7、及升降機構120。第1載置台2載置成為電漿處理之對象之晶圓W。第2載置台7設置於第1載置台2台之外周，且載置聚焦環5，並於內部設置有冷媒流路7d及加熱器9a。升降機構120使第2載置台7升降。

Description

電漿處理裝置
本發明之各種態樣及實施形態係關於一種電漿處理裝置。
一直以來，已知對半導體晶圓(以下亦稱為「晶圓」)等被處理體使用電漿進行蝕刻等電漿處理之電漿處理裝置。該電漿處理裝置若進行電漿處理，則腔室內之部件會消耗。例如，以電漿之均勻化為目的設置於晶圓之外周部之聚焦環亦有靠近電漿之情形，消耗速度快。聚焦環之消耗程度對晶圓上之製程結果產生較大之影響。例如，若於聚焦環上之電漿鞘與晶圓上之電漿鞘之高度位置產生偏差，則晶圓之外周附近之蝕刻特性降低，對均勻性等造成影響。因此，於電漿處理裝置中，若聚焦環以某程度消耗，則大氣開放而更換聚焦環。 然而，電漿處理裝置若大氣開放則要花時間維護。又，電漿處理裝置若部件更換之頻度變高，則生產性降低，亦影響到成本。 因此，為了將晶圓與聚焦環之高度始終保持為固定，提出一種藉由驅動機構使聚焦環上升之技術(例如，參照下述專利文獻1)。 [先前技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1]日本專利特開2002-176030號公報
[發明所欲解決之問題] 然而，於根據消耗而使聚焦環上升之情形時，聚焦環與載置面會離開。於電漿處理裝置中，於聚焦環自載置面離開之情形時，無法進行對於熱輸入之除熱，導致聚焦環成為高溫，從而有蝕刻特性產生變化之情形。該結果，於電漿處理裝置中，對被處理體之電漿處理之均勻性降低。 [解決問題之技術手段] 於一實施態樣中，所揭示之電漿處理裝置具有第1載置台、第2載置台、及升降機構。第1載置台載置成為電漿處理之對象之被處理體。第2載置台設置於第1載置台之外周，載置聚焦環，且於內部設置有調溫機構。升降機構使第2載置台升降。 [發明之效果] 根據所揭示之電漿處理裝置之一態樣，發揮可抑制對被處理體之電漿處理之均勻性降低之效果。
以下，參照圖式對本案所揭示之電漿處理裝置之實施形態詳細地進行說明。再者，於各圖式中對相同或相當之部分標註相同之符號。又，並非由本實施形態而限定所揭示之發明。各實施形態能夠於不使處理內容矛盾之範圍適當組合。 (第1實施形態) [電漿處理裝置之構成] 首先，說明實施形態之電漿處理裝置10之概略構成。圖1係表示實施形態之電漿處理裝置之概略構成之概略剖視圖。電漿處理裝置10具有氣密地構成且設為電性接地電位之處理容器1。該處理容器1設為圓筒狀且由例如於表面形成有陽極氧化被膜之鋁等所構成。處理容器1區劃產生電漿之處理空間。於處理容器1內，收容有水平支持作為被處理體(work-piece，工件)之晶圓W之第1載置台2。 第1載置台2於上下方向呈朝向底面之大致圓柱狀，上側之底面設為載置晶圓W之載置面6d。第1載置台2之載置面6d設為與晶圓W相同程度之尺寸。第1載置台2包含基台3及靜電吸盤6。 基台3係由導電性之金屬、例如於表面形成有陽極氧化被膜之鋁等所構成。基台3作為下部電極而發揮功能。基台3支持於絕緣體之支持台4，支持台4設置於處理容器1之底部。 靜電吸盤6係上表面為平坦之圓盤狀，且該上表面設為載置晶圓W之載置面6d。靜電吸盤6於俯視時設置於第1載置台2之中央。靜電吸盤6具有電極6a及絕緣體6b。電極6a設置於絕緣體6b之內部，於電極6a連接有直流電源12。靜電吸盤6構成為，藉由自直流電源12對電極6a施加直流電壓而由庫侖力吸附晶圓W。又，靜電吸盤6於絕緣體6b之內部設置有加熱器6c。加熱器6c經由未圖示之饋電機構而被供給電力，控制晶圓W之溫度。 第1載置台2沿著外周面於周圍設置有第2載置台7。第2載置台7形成為內徑較第1載置台2之外徑大出特定尺寸之圓筒狀，且與第1載置台2同軸而配置。第2載置台7之上側之面設為載置環狀之聚焦環5之載置面9d。聚焦環5例如由單晶矽形成，且載置於第2載置台7。 第2載置台7包含基台8及聚焦環加熱器9。基台8係由與基台3同樣之導電性之金屬、例如於表面形成有陽極氧化被膜之鋁等所構成。基台3中，成為支持台4側之下部於徑向上大於上部，且至第2載置台7之下部之位置為止形成為平板狀。基台8支持於基台3。聚焦環加熱器9支持於基台8。聚焦環加熱器9中，上表面設為平坦之環狀之形狀，且將該上表面作為載置聚焦環5之載置面9d。聚焦環加熱器9具有加熱器9a及絕緣體9b。加熱器9a設置於絕緣體9b之內部，且內包於絕緣體9b。加熱器9a經由未圖示之饋電機構而被供給電力，控制聚焦環5之溫度。如此，晶圓W之溫度與聚焦環5之溫度藉由不同之加熱器而獨立地控制。 於基台3上，連接有供給RF(Radio Frequency，射頻)電力之饋電棒50。於饋電棒50上，經由第1整合器11a而連接有第1RF電源10a，又，經由第2整合器11b而連接有第2RF電源10b。第1RF電源10a係電漿產生用之電源，其構成為自該第1RF電源10a對第1載置台2之基台3供給特定頻率之高頻電力。又，第2RF電源10b係離子取入用(偏壓用)之電源，其構成為自該第2RF電源10b對第1載置台2之基台3供給較第1RF電源10a低之特定頻率之高頻電力。 於基台3之內部形成有冷媒流路2d。冷媒流路2d中，於一端部連接有冷媒入口配管2b，於另一端部連接有冷媒出口配管2c。又，於基台8之內部形成有冷媒流路7d。冷媒流路7d中，於一端部連接有冷媒入口配管7b，於另一端部連接有冷媒出口配管7c。冷媒流路2d位於晶圓W之下方且以吸收晶圓W之熱之方式而發揮功能。冷媒流路7d位於聚焦環5之下方且以吸收聚焦環5之熱之方式而發揮功能。電漿處理裝置10構成為，藉由使冷媒、例如冷卻水等分別於冷媒流路2d及冷媒流路7d中循環而能夠個別地控制第1載置台2及第2載置台7之溫度。再者，電漿處理裝置10亦可構成為對晶圓W或聚焦環5之背面側供給冷熱傳遞用氣體而能夠個別地控制溫度。例如，亦可以貫通第1載置台2等之方式於晶圓W之背面設置用以供給氦氣等冷熱傳遞用氣體(背面氣體)之氣體供給管。氣體供給管連接於氣體供給源。藉由該等構成而將由靜電吸盤6吸附保持於第1載置台2之上表面之晶圓W控制為特定之溫度。 另一方面，於第1載置台2之上方，以與第1載置台2平行地面對面之方式設置有具有作為上部電極之功能之簇射頭16。簇射頭16與第1載置台2作為一對電極(上部電極與下部電極)而發揮功能。 簇射頭16設置於處理容器1之頂壁部分。簇射頭16具備本體部16a及成為電極板之上部頂板16b，且經由絕緣性構件95而支持於處理容器1之上部。本體部16a構成為，包含導電性材料、例如於表面形成有陽極氧化被膜之鋁等，且於其下部可裝卸自如地支持上部頂板16b。 於本體部16a之內部設置有氣體擴散室16c，以位於該氣體擴散室16c之下部之方式，於本體部16a之底部形成有多數之氣體流經孔16d。又，於上部頂板16b，以於厚度方向貫通該上部頂板16b之方式將氣體導入孔16e設置成與上述之氣體流經孔16d重疊。藉由此種構成，將供給至氣體擴散室16c之處理氣體經由氣體流經孔16d及氣體導入孔16e而分散成噴淋狀供給至處理容器1內。 於本體部16a形成有用以向氣體擴散室16c導入處理氣體之氣體導入口16g。於該氣體導入口16g，連接有氣體供給配管15a之一端。於該氣體供給配管15a之另一端，連接有供給處理氣體之處理氣體供給源15。於氣體供給配管15a，自上游側依序設置有質量流量控制器(MFC)15b、及開閉閥V2。而且，將來自處理氣體供給源15之用於電漿蝕刻之處理氣體經由氣體供給配管15a而供給至氣體擴散室16c，且自該氣體擴散室16c經由氣體流經孔16d及氣體導入孔16e而分散成噴淋狀供給至處理容器1內。 於作為上述之上部電極之簇射頭16，經由低通濾波器(LPF)71而電性連接有可變直流電源72。該可變直流電源72構成為，能夠藉由接通、斷開開關73而進行饋電之接通、斷開。可變直流電源72之電流、電壓以及接通、斷開開關73之接通、斷開藉由下述控制部90而控制。再者，如下所述，於自第1RF電源10a、第2RF電源10b對第1載置台2施加高頻而於處理空間產生電漿時，視需要藉由控制部90使接通、斷開開關73接通，對作為上部電極之簇射頭16施加特定之直流電壓。 又，以自處理容器1之側壁朝較簇射頭16之高度位置更靠上方延伸之方式設置有圓筒狀之接地導體1a。該圓筒狀之接地導體1a於其上部具有頂壁。 於處理容器1之底部形成有排氣口81，於該排氣口81，經由排氣管82而連接有排氣裝置83。排氣裝置83具有真空泵，其構成為可藉由使該真空泵作動而將處理容器1內減壓至特定之真空度。另一方面，於處理容器1內之側壁設置有晶圓W之搬入搬出口84，於該搬入搬出口84，設置有開閉該搬入搬出口84之閘閥85。 於處理容器1之側部內側，沿著內壁面設置有積存物遮罩86。積存物遮罩86防止蝕刻副產物(積存物)附著於處理容器1。於該積存物遮罩86之與晶圓W大致相同之高度位置，設置有以能夠控制相對於接地之電位之方式連接之導電性構件(GND塊)89，藉此防止異常放電。又，於積存物遮罩86之下端部，設置有沿著第1載置台2延伸之積存物遮罩87。積存物遮罩86、87裝卸自如地構成。 上述構成之電漿處理裝置10藉由控制部90統括地控制其動作。於該控制部90，設置有具備CPU且控制電漿處理裝置10之各部之製程控制器91、使用者介面92、及記憶部93。 為了使步驟管理者管理電漿處理裝置10，將使用者介面92由進行指令之輸入操作之鍵盤、及將電漿處理裝置10之運轉狀況可視化顯示之顯示器等構成。 於記憶部93中儲存有處方(recipe)，該處方記憶有用以藉由製程控制器91之控制而實現電漿處理裝置10執行之各種處理之控制程式(軟體)或處理條件資料等。而且，視需要，由來自使用者介面92之指示等將任意之處方自記憶部93調出且使製程控制器91執行，藉此於製程控制器91之控制下，於電漿處理裝置10中執行所需之處理。又，控制程式或處理條件資料等處方亦能夠利用儲存於電腦能讀取之電腦記憶媒體(例如硬碟、CD(Compact Disc，光碟)、軟碟、半導體記憶體等)等中之狀態者，或自其他裝置例如經由專用線路隨時傳送而於線上使用。 [第1載置台及第2載置台之構成] 其次，參照圖2，對第1實施形態之第1載置台2及第2載置台7之要部構成進行說明。圖2係表示第1實施形態之第1載置台及第2載置台之要部構成之概略剖視圖。 第1載置台2包含基台3及靜電吸盤6。靜電吸盤6經由絕緣層30而接著於基台3。靜電吸盤6呈圓板狀，且以與基台3成同軸之方式設置。靜電吸盤6於絕緣體6b之內部設置有電極6a。靜電吸盤6之上表面設為載置晶圓W之載置面6d。於靜電吸盤6之下端，形成有朝靜電吸盤6之徑向外側突出之凸緣部6e。即，靜電吸盤6之外徑根據側面之位置而不同。 靜電吸盤6於絕緣體6b之內部設置有加熱器6c。又，於基台3之內部形成有冷媒流路2d。冷媒流路2d及加熱器6c係作為調整晶圓W之溫度之調溫機構而發揮功能。再者，加熱器6c亦可不存在於絕緣體6b之內部。例如，加熱器6c亦可貼附於靜電吸盤6之背面，只要介存於載置面6d與冷媒流路2d之間即可。又，加熱器6c可於載置面6d之區域整面設置1個，亦可針對將載置面6d分割後之每一區域個別地設置。即，加熱器6c亦可針對將載置面6d分割後之每一區域個別地設置複數個。例如，加熱器6c亦可將第1載置台2之載置面6d根據自中心起之距離而分為複數個區域，且於各區域以包圍第1載置台2之中心之方式呈環狀延伸。或亦可包含將中心區域加熱之加熱器、及以包圍中心區域之外側之方式呈環狀延伸之加熱器。又，亦可將以包圍載置面6d之中心之方式呈環狀延伸之區域根據自中心起之方向而分為複數個區域，且於各區域設置加熱器6c。 圖3係自上方向觀察第1載置台及第2載置台之俯視圖。圖3中以圓板狀表示第1載置台2之載置面6d。載置面6d根據自中心起之距離及方向而分為複數個區域HT1，於各區域HT1個別地設置有加熱器6c。藉此，電漿處理裝置10可針對每一區域HT1控制晶圓W之溫度。 返回至圖2。第2載置台7包含基台8及聚焦環加熱器9。基台8支持於基台3。聚焦環加熱器9於絕緣體9b之內部設置有加熱器9a。又，於基台8之內部形成有冷媒流路7d。冷媒流路7d及加熱器9a係作為調整聚焦環5之溫度之調溫機構而發揮功能。聚焦環加熱器9經由絕緣層49而接著於基台8。聚焦環加熱器9之上表面設為載置聚焦環5之載置面9d。再者，於聚焦環加熱器9之上表面，亦可設置熱傳導性較高之片材構件等。 聚焦環5係圓環狀之構件，其以與第2載置台7成同軸之方式設置。於聚焦環5之內側側面，形成有朝徑向內側突出之凸部5a。即，聚焦環5之內徑根據內側側面之位置而不同。例如，未形成凸部5a之部位之內徑大於晶圓W之外徑及靜電吸盤6之凸緣部6e之外徑。另一方面，形成有凸部5a之部位之內徑小於靜電吸盤6之凸緣部6e之外徑，且大於靜電吸盤6之未形成凸緣部6e之部位之外徑。 聚焦環5以成為凸部5a與靜電吸盤6之凸緣部6e之上表面離開、且亦自靜電吸盤6之側面離開之狀態之方式配置於第2載置台7。即，於聚焦環5之凸部5a之下表面與靜電吸盤6之凸緣部6e之上表面之間形成有間隙。又，於聚焦環5之凸部5a之側面與靜電吸盤6之未形成凸緣部6e之側面之間形成有間隙。而且，聚焦環5之凸部5a位於第1載置台2之基台3與第2載置台7之基台8之間之間隙34之上方。即，自與載置面6d正交之方向觀察，凸部5a存在於與間隙34重疊之位置且覆蓋該間隙34。藉此，可抑制電漿進入至間隙34。 加熱器9a呈與基台8同軸之環狀。加熱器9a可於載置面9d之區域整面設置1個，亦可針對將載置面9d分割後之每一區域個別地設置。即，加熱器9a亦可針對將載置面9d分割後之每一區域個別地設置複數個。例如，加熱器9a亦可將第2載置台7之載置面9d根據第2載置台7之自中心起之方向而分為複數個區域，且於各區域設置加熱器9a。例如，圖3中，以圓板狀表示於第1載置台2之載置面6d之周圍之第2載置台7之載置面9d。載置面9d根據自中心起之方向而分為複數個區域HT2，且於各區域HT2個別地設置有加熱器9a。藉此，電漿處理裝置10可針對每一區域HT2控制聚焦環5之溫度。 返回至圖2。電漿處理裝置10設置有測定聚焦環5之上表面之高度之測定部110。於本實施形態中，構成作為藉由雷射光之干涉而測量距離之光干涉儀之測定部110而測定聚焦環5之上表面之高度。測定部110具有光射出部110a及光纖110b。於第1載置台2上，於第2載置台7之下部設置有光射出部110a。於光射出部110a之上部設置有用以阻隔真空之石英窗111。又，於第1載置台2與第2載置台7之間，設置有用以阻隔真空之O形環(O-Ring)112。又，於第2載置台7上，與設置有測定部110之位置對應地形成有貫通至上表面之貫通孔113。再者，於貫通孔113中，亦可設置使雷射光透過之構件。 光射出部110a藉由光纖110b而與測定控制單元114連接。測定控制單元114內置有光源，產生測量用之雷射光。由測定控制單元114產生之雷射光經由光纖110b而自光射出部110a出射。自光射出部110a出射之雷射光之一部分由石英窗111或聚焦環5反射，且所反射之雷射光入射至光射出部110a。 圖4係表示雷射光之反射系統之圖。石英窗111於光射出部110a側之面實施抗反射處理，使雷射光之反射減小。如圖4所示，自光射出部110a出射之雷射光之一部分主要分別於石英窗111之上表面、聚焦環5之下表面及聚焦環5之上表面反射，且入射至光射出部110a。 入射至光射出部110a之光經由光纖110b而引導至測定控制單元114。測定控制單元114內置有分光器等，且根據所反射之雷射光之干涉狀態而測量距離。例如，於測定控制單元114，根據所入射之雷射光之干涉狀態，針對每一反射面間之相互距離之差而檢測光之強度。 圖5係表示光之檢測強度之分佈之一例之圖。於測定控制單元114，將反射面間之相互距離設為光路長而檢測光之強度。圖5之曲線圖之橫軸表示光路長 之相互距離。橫軸之0表示所有之相互距離之起點。圖5之曲線圖之縱軸表示檢測之光之強度。光干涉儀根據所反射之光之干涉狀態而測量相互距離。於反射中，往復2次通過相互距離之光路。因此，光路長作為相互距離×2×折射率而測定。例如，將石英窗111之厚度設X 1，且將石英之折射率設為3.6之情形時，以石英窗111之下表面為基準之情形時之至石英窗111之上表面為止之光路長成為X 1×2×3.6=7.2X 1。於圖5之例中，於石英窗111之上表面經反射之光作為於光路長7.2X 1中強度有峰值者而檢測 。又，於將貫通孔113之厚度設為X 2，並將貫通孔113內設為空氣且折射率設為1.0之情形時，以石英窗111之上表面為基準之情形時之至聚焦環5之下表面為止之光路長成為X 2×2×1.0=2X 2。於圖5之例中，於聚焦環5之下表面經反射之光作為於光路長2X 2中強度有峰值者而檢測。又，於將聚焦環5之厚度設為X 3，並將聚焦環5設為矽且折射率設為1.5之情形時，以聚焦環5之下表面為基準之情形時之至聚焦環5之上表面為止之光路長成為X 3×2×1.5=3X 3。於圖5之例中，於聚焦環5之上表面經反射之光作為光路長3X 3中強度有峰值者而檢測。 確定新品之聚焦環5之厚度或材料。於測定控制單元114，登錄新品之聚焦環5之厚度或材料之折射率。測定控制單元114算出與新品之聚焦環5之厚度或材料之折射率對應之光路長，且自所算出之光路長附近強度成為峰值之光之峰值之位置測量聚焦環5之厚 度。例如，測定控制單元114自光路長3X 3之附近強度成為峰值之光之峰值之位置測量聚焦環5之厚度。測定控制單元114將測量結果輸出至控制部90。再者，聚焦環5之厚度亦可由控制部90測量。例如，於測定控制單元114，分別測量檢測強度成為峰值之光路長，且將測量結果輸出至控制部90。於控制部90，登錄新品之聚焦環5之厚度或材料之折射率。於控制部90，亦可算出與新品之聚焦環5之厚度或材料之折射率對應之光路長，且自所算出之光路長附近強度成為峰值之光之峰值之位置測量聚焦環5之厚度。 返回至圖2。於第1載置台2，設置有使第2載置台7升降之升降機構120。例如，於第1載置台2，於成為第2載置台7之下部之位置設置有升降機構120。升降機構120內置有致動器，藉由致動器之驅動力而使桿120a伸縮從而使第2載置台7升降。升降機構120可為以齒輪等更換馬達之驅動力而獲得使桿120a伸縮之驅動力者，亦可為藉由液壓等而獲得使桿120a伸縮之驅動力者。 又，第1載置台2設置有與第2載置台7電性導通之導通部130。導通部130構成為，即便藉由升降機構120使第2載置台7升降亦使第1載置台2與第2載置台7電性導通。例如，導通部130構成可撓性配線、或即便第2載置台7升降亦使導體與基台8接觸而電性導通之機構。導通部130以使第2載置台7與第1載置台2之電性特性成為相同之方式而設置。例如，導通部130於第1載置台2之周面設置有複數個。供給至第1載置台2之RF電力經由導通部130亦供給至第2載置台7。再者，導通部130亦可設置於第1載置台2之上表面與第2載置台7之下表面之間。 於本實施形態之電漿處理裝置10中，設置有3組之測定部110及升降機構120。例如，於第2載置台7，將測定部110及升降機構120作為1組，於第2載置台7之圓周方向上以均等之間隔配置。圖3中表示測定部110及升降機構120之配置位置。測定部110及升降機構120於第2載置台7上，於第2載置台7之圓周方向每隔120度之角度設置於相同之位置。再者，測定部110及升降機構120於第2載置台7上亦可設置4組以上。又，測定部110及升降機構120於第2載置台7之圓周方向亦可離開相隔而配置。 測定控制單元114測量各測定部110之位置之聚焦環5之厚度，且將測量結果輸出至控制部90。控制部90根據測定結果，以將聚焦環之上表面保持特定之高度之方式獨立地驅動升降機構120。例如，控制部90針對測定部110及升降機構120之每一組，根據測定部110之測定結果而使升降機構120獨立地升降。例如，控制部90根據相對於新品之聚焦環5之厚度所測定之聚焦環5之厚度而特定出聚焦環5之消耗量，且根據消耗量控制升降機構120而使第2載置台7上升。例如，控制部90控制升降機構120，使第2載置台7上升相當於聚焦環5消耗量之量。 聚焦環5之消耗量有於第2載置台7之圓周方向上產生偏差之情形。電漿處理裝置10如圖3般配置3組以上之測定部110及升降功能120，於每一配置部位特定出聚焦環5之消耗量，且根據消耗量控制升降機構120而使第2載置台7上升。藉此，電漿處理裝置10可使聚焦環5之上表面相對於晶圓W之上表面之位置於圓周方向上一致。藉此，電漿處理裝置10能夠維持蝕刻特性之圓周方向之均勻性。 [作用及效果] 其次，對本實施形態之電漿處理裝置10之作用及效果進行說明。圖6係說明使第2載置台上升之流程之一例之圖。圖6(A)表示將新品之聚焦環5載置於第2載置台7之狀態。於第2載置台7載置新品之聚焦環5時，以使聚焦環5之上表面成為特定之高度之方式調整高度。例如，於第2載置台7載置有新品之聚焦環5時，以獲得蝕刻處理之晶圓W之均勻性之方式而調整高度。伴隨著對晶圓W之蝕刻處理，聚焦環5亦消耗。圖6(B)表示聚焦環5消耗之狀態。於圖6(B)之例中，聚焦環5之上表面消耗0.2 mm。電漿處理裝置10使用測定部110測定聚焦環5之上表面之高度，且特定出聚焦環5之消耗量。然後，電漿處理裝置10根據消耗量，控制升降機構120而使第2載置台7上升。聚焦環5之高度之測定較佳為將處理容器1內之溫度穩定成進行電漿處理之溫度之時序。又，聚焦環5之高度之測定可於對1片晶圓W之蝕刻處理中週期性地進行複數次，亦可針對每1片晶圓W進行1次，亦可針對每特定片之晶圓W進行1次，還可以管理者所指定週期進行。圖6(C)表示使第2載置台7上升之狀態。於圖6(C)之例中，使第2載置台7上升0.2 mm而使聚焦環5之上表面上升0.2 mm。再者，以即便第2載置台7上升亦不會產生影響之方式構成。例如，冷媒流路7d構成可撓性配管、或即便第2載置台7升降亦能夠供給冷媒之機構。對加熱器9a供給電力之配線構成可撓性配線、或即便第2載置台7升降亦電性導通之機構。 藉此，電漿處理裝置10即便於聚焦環5消耗之情形時，亦可抑制晶圓W之外周附近之蝕刻特性之降低，可抑制蝕刻處理之晶圓W之均勻性之降低。又，電漿處理裝置10於載置有聚焦環5之狀態下使第2載置台7上升。藉此，聚焦環5藉由第2載置台7而可將來自電漿之熱輸入除熱。該結果，電漿處理裝置10可將聚焦環5之溫度保持為所需之溫度，故可抑制由來自電漿之熱輸入導致之蝕刻特性變化。 此處，使用比較例說明效果。圖7係表示比較例之構成之一例之圖。圖7之例表示藉由驅動機構150僅使聚焦環5上升相當於聚焦環5消耗量之量之構成之情形。根據消耗而使聚焦環5上升之情形時，聚焦環5與載置面151離開。如此於聚焦環5自載置面151離開之情形時，無法將來自電漿之熱輸入進行除熱，從而有聚焦環5成為高溫、且蝕刻特性產生變化之情形。又，於聚焦環5自載置面151離開之情形時，有靜電量或阻抗等電性特性或施加之電壓產生變化，且電性變化對電漿造成影響，從而使蝕刻特性產生變化之情形。 圖8係表示蝕刻特性之變化之一例之圖。圖8之橫軸表示自晶圓W之中心起之距離。圖8之縱軸表示將晶圓W之中心之蝕刻量設為100%之情形時與自晶圓W之中心起之距離相應之位置之蝕刻量。圖8中表示對晶圓W之設為基準之蝕刻量之曲線圖。又，圖8中表示對晶圓W連續地進行蝕刻處理時之第1塊、第10塊、第25塊之蝕刻量之曲線圖。第1塊之曲線圖成為與基準接近之曲線圖。另一方面，第10塊遠離基準。第25塊較第10塊更遠離基準。其原因在於，藉由來自電漿之熱輸入而使聚焦環5成為高溫。即，如圖7所示，於根據消耗而使聚焦環5上升之情形時，可對第1塊保持蝕刻處理之晶圓W之均勻性，但於對晶圓W連續地進行蝕刻處理之情形時，無法保持蝕刻處理之晶圓W之均勻性。 另一方面，本實施形態之電漿處理裝置10於載置有聚焦環5之狀態下使第2載置台7上升。藉此，電漿處理裝置10可藉由第2載置台7而將對聚焦環5之來自電漿之熱輸入進行除熱，故即便於對晶圓W連續地進行蝕刻處理之情形時，亦可抑制蝕刻特性產生變化。 如此，電漿處理裝置10具有載置晶圓W之第1載置台2、及設置於第1載置台2之外周並載置聚焦環5且於內部設置有調溫機構之第2載置台7。而且，電漿處理裝置10中，升降機構120使第2載置台7升降。藉此，電漿處理裝置10於藉由升降機構120使第2載置台7升降而使聚焦環5升降之情形時，亦可藉由第2載置台7而將對聚焦環5之來自電漿之熱輸入進行除熱，故可抑制對晶圓W之電漿處理之均勻性之降低。 又，電漿處理裝置10中，第2載置台7與第1載置台2導通。藉此，電漿處理裝置10於藉由升降機構120使第2載置台7升降而使聚焦環5升降之情形時，亦可抑制聚焦環5之電性特性或施加之電壓產生變化，故可抑制對電漿之特性之變化。 又，電漿處理裝置10具有測定聚焦環5之上表面之高度之測定部110。又，電漿處理裝置10中，升降機構120以使聚焦環5之上表面相對於晶圓W之上表面保持預先設定之範圍之方式進行驅動。電漿處理裝置10藉由升降機構120使第2載置台7升降而使聚焦環5升降，藉此抑制聚焦環5之溫度之變化。又，電漿處理裝置10藉由使第2載置台7與第1載置台2導通而抑制聚焦環5之電性特性之變化、或施加之電壓之變化。因此，電漿處理裝置10中，升降機構120藉由以使聚焦環5之上表面相對於晶圓W之上表面保持預先設定之範圍之方式進行驅動這樣的簡單控制便可抑制對晶圓W之電漿處理之均勻性之降低。 又，電漿處理裝置10中，測定部110及升降機構120相對於第2載置台7台設置3組以上，且以使聚焦環5之上表面保持特定之高度之方式獨立地驅動。藉此，電漿處理裝置10可使聚焦環5之上表面相對於晶圓W之上表面之位置於圓周方向一致。藉此，電漿處理裝置10能夠維持蝕刻特性之圓周方向之均勻性。 (第2實施形態) 其次，對第2實施形態進行說明。第2實施形態之電漿處理裝置10之概略構成與圖1所示之第1實施形態之電漿處理裝置10之構成之一部分相同，故對於相同之部分標註相同之符號，主要對不同之點省略說明。 [第1載置台及第2載置台之構成] 參照圖9、圖10，對第2實施形態之第1載置台2及第2載置台7之要部構成進行說明。圖9係表示第2實施形態之第1載置台及第2載置台之要部構成之立體圖。 第1載置台2包含基台3。基台3形成為圓柱狀，於軸向之一面3a配置上述之靜電吸盤6。又，基台3設置有沿著外周朝外側突出之凸緣部200。本實施形態之基台3於外周之側面之自中央部起之下側，形成有使外徑增大而朝外側伸出之伸出部201，於側面之伸出部之更下部設置有朝外側突出之凸緣部200。凸緣部200於上表面之周向之3個以上之位置，形成有貫通於軸向之貫通孔210。本實施形態之凸緣部200於周向以均等之間隔形成有3個貫通孔210。 第2載置台7包含基台8。基台8形成為內徑較基台3之面3a之外徑大出特定尺寸之圓筒狀，且於軸向之一面8a配置上述聚焦環加熱器9。又，基台8於下表面，以與凸緣部200之貫通孔210相同之間隔設置有柱狀部220。本實施形態之基台8於下表面，於周向以均等之間隔形成有3個柱狀部220。 將基台8設為與基台3同軸，且以使柱狀部220插入至貫通孔210之方式使周向之位置對準而配置於基台3之凸緣部200上。 圖10係表示第2實施形態之第1載置台及第2載置台之要部構成之概略剖視圖。圖10之例係表示貫通孔210之位置之第1載置台2及第2載置台7之剖面之圖。 基台3支持於絕緣體之支持台4。於基台3及支持台4形成有貫通孔210。 貫通孔210形成為自中央附近起之下部之直徑小於上部，且形成有階211。柱狀部220對應於貫通孔210，形成為自中央附近起之下部之直徑小於上部。 基台8配置於基台3之凸緣部200上。基台8形成為外徑大於基台3，且於與基台3對向之下表面之較基台3之外徑大之部分形成有朝下部突出之圓環部221。於將基台8配置於基台3之凸緣部200上之情形時，圓環部221以覆蓋凸緣部200之側面之方式而形成。 於貫通孔210中插入有柱狀部220。於各貫通孔210中，設置有使第2載置台7升降之升降機構120。例如，基台3於各貫通孔210之下部，設置有使柱狀部220升降之升降機構120。升降機構120內置有致動器，且藉由致動器之驅動力使桿120a伸縮而使柱狀部220升降。 於貫通孔210中設置有密封構件。例如，於貫通孔210之與柱狀部220對向之面，沿著貫通孔之周向設置有O形環等密封件240。密封件240與柱狀部220接觸。又，於基台8與基台3之與軸向並行之面，設置有密封構件。例如，基台3於伸出部201之側面，沿著周面設置有密封件241。基台3於凸緣部200之側面，沿著周面設置有密封件242。 又，基台3於貫通孔210之階211附近之周面之一部分，設置有與基台8電性導通之導通部250。導通部250構成為，即便藉由升降機構120使基台8升降亦使基台3與基台8電性導通。例如，導通部250構成可撓性配線、或即便基台8升降亦使導體與基台8接觸而電性導通之機構。導通部250以使基台3與基台8之電性特性成為相同之方式而設置。 又，基台3於貫通孔210之階211部分設置有與基台3之內側之下部相連之導管260。導管260連接於未圖示之真空泵。真空泵可為設置於第1排氣裝置83者，亦可另外設置。第2實施形態之電漿處理裝置10藉由使真空泵作動而經由導管260進行抽真空，對基台8與基台3之間之由密封件240、密封件241、及密封件242所形成之空間進行減壓。 第1載置台2之下側之空間設為大氣壓。例如，支持台4於內側之下部形成有空間270，且設為大氣壓。貫通孔210與空間270導通。電漿處理裝置10藉由密封件240將貫通孔210密封，以此抑制基台3內部之大氣壓流入至處理容器1內。 且說，電漿處理裝置10中，於藉由升降機構120使柱狀部220升降之情形時，隨著柱狀部220之移動而使大氣自密封件240流入。 因此，電漿處理裝置10中，藉由導管260進行抽真空，對基台8與基台3之間之由密封件240、密封件241、及密封件242所形成之空間進行減壓。 藉此，於電漿處理裝置10中，可抑制自密封件240部分所流入之大氣流入至處理容器1內。又，電漿處理裝置10中，即便於在導通部250等產生有微粒之情形時，亦可藉由導管260進行抽真空而抑制微粒流入至處理容器1內。 又，電漿處理裝置10中，藉由密封件240將貫通孔210密封，藉由導管260進行抽真空，對基台8與基台3之間之由密封件240、密封件241、及密封件242所形成之空間進行減壓。藉此，基台3中，僅與柱狀部220對應之面積量未受到大氣壓之反作用力。例如，於未藉由導管260進行抽真空之情形時，大氣壓之反作用力成為200 kgf左右，但於藉由導管260進行抽真空之情形時，大氣壓之反作用力減輕至15 kgf左右。藉此，可減輕於使第2載置台7升降時之升降機構120之致動器之負載。 如此，第1載置台2設置有凸緣部200，其沿著外周朝外側突出，且於周向之3個以上之位置形成有貫通於軸向之貫通孔210。第2載置台7設置有柱狀部220，其沿著第1載置台2之外周而配置於凸緣部200之上部，且於與凸緣部200對向之下表面之與貫通孔210對應之位置插入至貫通孔210。升降機構120藉由使柱狀部220相對於貫通孔210於軸向移動而使第2載置台7升降。又，電漿處理裝置10中，於貫通孔210中設置有與柱狀部220接觸而密封之第1密封構件(密封件240)。電漿處理裝置10中，於第1載置台2與第2載置台7之與軸向並行之面，設置有將第1載置台2與第2載置台7之間密封之第2密封構件(密封件241、密封件242)。電漿處理裝置10具有對第1載置台2與第2載置台7之間之由第1密封構件及第2密封構件所形成之空間進行減壓之減壓部(導管260、真空泵)。藉此，第2實施形態之電漿處理裝置10可抑制大氣流入至處理容器1內。又，電漿處理裝置10可抑制微粒流入至處理容器1內。又，電漿處理裝置10可減輕使第2載置台7升降時之升降機構120之致動器之負載。 以上，對各種實施形態進行了說明，但並不限定於上述實施形態而是能夠構成各種變化態樣。例如，上述電漿處理裝置10為電容耦合型之電漿處理裝置10，但可採用任意之電漿處理裝置10。例如，電漿處理裝置10亦可為如感應耦合型之電漿處理裝置10、藉由微波之類之表面波使氣體激發之電漿處理裝置10般之任意類型之電漿處理裝置10。 又，於上述實施形態中，以藉由導通部130使第1載置台2與第2載置台7電性導通之情形為例進行了說明，但並不限定於此。例如，亦可使第2載置台7與對第1載置台2供給RF電力之RF電源導通。例如，亦可使第2載置台7供給自第1整合器11a及第2整合器11b供給之RF電力。 又，於上述實施形態中，以於第2載置台7設置有冷媒流路7d及加熱器9a作為調整聚焦環5之溫度之調溫機構之情形為例進行了說明，但並不限定於此。例如，第2載置台7亦可僅設置冷媒流路7d或加熱器9a之任一者。又，調溫機構只要可調整聚焦環5之溫度則可為任意，並不限定於冷媒流路7d及加熱器9a。 又，於上述實施形態中，以使第2載置台7上升相當於聚焦環5之上表面消耗之消耗量之情形為例進行了說明，但並不限定於此。例如，電漿處理裝置10亦可根據實施之電漿處理之種類而使第2載置台7升降，改變聚焦環5相對於晶圓W之位置。例如，電漿處理裝置10針對電漿處理之每一種類將聚焦環5之位置記憶於記憶部93。製程控制器91亦可以如下方式使聚焦環5升降，即，自記憶部93讀出與要實施之電漿處理之種類對應之聚焦環5之位置，且使第2載置台7升降而成為讀出之位置。又，電漿處理裝置10於對1片晶圓W之處理中，亦可使第2載置台7升降，改變聚焦環5相對於晶圓W之位置。例如，電漿處理裝置10針對電漿處理之每一製程將聚焦環5之位置記憶於記憶部93。製程控制器91亦可自記憶部93讀出要實施之電漿處理之各製程之聚焦環5之位置，且於電漿處理中，根據要實施之製程而使第2載置台7升降，且使聚焦環5升降而成為與要實施之製程對應之位置。
1:處理容器 1a:接地導體 2:第1載置台 2b:冷媒入口配管 2c:冷媒出口配管 2d:冷媒流路 3:基台 4:支持台 5:聚焦環 5a:凸部 6:靜電吸盤 6a:電極 6b:絕緣體 6c:加熱器 6d:載置面 6e:氣體導入孔 7:第2載置台 7b:冷媒入口配管 7c:冷媒出口配管 7d:冷媒流路 8:基台 8a:一面 9:聚焦環加熱器 9a:加熱器 9b:絕緣體 9d:載置面 10:電漿處理裝置 10a:第1RF電源 10b:第2RF電源 11b:第2整合器 12:直流電源 15:處理氣體供給源 15a:氣體供給配管 15b:質量流量控制器 16:簇射頭 16a:本體部 16b:上部頂板 16c:氣體擴散室 16d:氣體流經孔 16e:氣體導入孔 16g:氣體導入口 30:絕緣層 34:間隙 49:絕緣層 50:饋電棒 71:低通濾波器 72:可變直流電源 73:開關 81:排氣口 82:排氣管 83:排氣裝置 84:搬入搬出口 85:閘閥 86:積存物遮罩 87:積存物遮罩 89:導電性構件 90:控制部 91:製程控制器 92:使用者介面 93:記憶部 95:絕緣性構件 110:測定部 110a:光射出部 110b:光纖 111:石英窗 112: O形環 113:貫通孔 114:測定控制單元 120:升降機構 120a:桿 130:導通部 150:驅動機構 151:載置面 200:凸緣部 201:伸出部 210:貫通孔 211:階 220:柱狀部 221:圓環部 240:密封件 241:密封件 242:密封件 250:導通部 260:導管 270:空間 HT1:區域 HT2:區域 V2:開閉閥 W:晶圓 X 1:石英窗之厚度 X 2:貫通孔之厚度 X 3:聚焦環之厚度
圖1係表示實施形態之電漿處理裝置之概略構成之概略剖視圖。 圖2係表示第1實施形態之第1載置台及第2載置台之要部構成之概略剖視圖。 圖3係自上方向觀察第1載置台及第2載置台之俯視圖。 圖4係表示雷射光之反射系統之圖。 圖5係表示光之檢測強度之分佈之一例的圖。 圖6(A)~(C)係說明使第2載置台上升之流程之一例之圖。 圖7係表示比較例之構成之一例之圖。 圖8係表示蝕刻特性之變化之一例之圖。 圖9係表示第2實施形態之第1載置台及第2載置台之要部構成之立體圖。 圖10係表示第2實施形態之第1載置台及第2載置台之要部構成之概略剖視圖。
2:第1載置台
2d:冷媒流路
3:基台
5:聚焦環
5a:凸部
6:靜電吸盤
6a:電極
6b:絕緣體
6c:加熱器
6d:載置面
6e:氣體導入孔
7:第2載置台
7d:冷媒流路
8:基台
9:聚焦環加熱器
9a:加熱器
9b:絕緣體
9d:載置面
10:電漿處理裝置
30:絕緣層
34:間隙
49:絕緣層
90:控制部
110:測定部
110a:光射出部
110b:光纖
111:石英窗
112:O形環
113:貫通孔
114:測定控制單元
120:升降機構
120a:桿
130:導通部
W:晶圓

Claims (8)

  1. 一種電漿處理裝置，其具有：第1載置台，其載置成為電漿處理之對象的被處理體；第2載置台，其設置於上述第1載置台之外周，載置聚焦環，且於內部具有環狀之冷媒流路及第1加熱器；及升降機構，其藉由使上述第2載置台升降，而使載置於上述第2載置台之上述聚焦環升降。
  2. 如請求項1之電漿處理裝置，其中上述第1加熱器位於上述冷媒流路之上方。
  3. 如請求項2之電漿處理裝置，其中上述第1加熱器設置於絕緣體之內部。
  4. 如請求項1之電漿處理裝置，其中根據載置於上述第2載置台之上述聚焦環之上表面高度，驅動上述升降機構。
  5. 如請求項1之電漿處理裝置，其中上述第2載置台係：與上述第1載置台、或對上述第1載置台供給RF(Radio Frequency)電力之RF電源導通。
  6. 如請求項1之電漿處理裝置，其中載置之上述聚焦環之內周部與上述第1載置台之外周部於俯視時重疊。
  7. 如請求項2之電漿處理裝置，其中上述第1載置台具備靜電吸盤，且於上述靜電吸盤之複數個區域之各者設置第2加熱器。
  8. 如請求項1之電漿處理裝置，其具有使上述第1載置台與上述第2載置台電性導通之導通部。
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